[發明專利]一種連續式催化等離子體水污染凈化裝置

有效

• 申請號: 201410555407.0
• 申請日: 2014-10-17
• 公開（公告）號: CN104310678A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 孫亞兵;彭園慧;汪健;蔣浩;李舜斌
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 夏平;李曉峰

技術領域

本發明屬于水污染凈化處理領域，具體涉及到一種連續式催化等離子體水污染凈化裝置。

背景技術

隨著經濟的發展，我國目前正面臨著水資源短缺和水污染嚴重的環境問題。傳統的生物處理技術難以滿足日益復雜的水質處理要求，如染料廢水、農藥廢水、含持久性有機污染物廢水等的處理。

等離子體技術是近年來出現的一種較為前沿的高級氧化技術，并首先被應用到環境治理中。它兼具有臭氧氧化、紫外光降解、自由基氧化、熱解和高能電子輻射等多種作用為一體，能有效去除廢水中的各種污染物，放電是低溫等離子體產生的主要方法，放電等離子體中有氧化性極強的·OH、·H、·O、O₃等活性粒子，并伴隨著高溫氧化、紫外輻射、沖擊波等效應，有機物在這些綜合效應的作用下，最終將降解為CO₂、H₂O或其它有機物質。具有處理周期短、效率高、無二次污染、適用范圍廣等優點。目前已經逐漸被應用于水環境污染的處理領域中，但是目前等離子體技術仍然存在一些不足，如效率不高，處理成本相對較高及降解效果的方法和手段針對性不強等。

低溫等離子體作為一種有效的分子活化技術手段，與催化劑的交叉學科研究越來越密切，等離子體是由多種粒子組成的復雜體系，當催化劑與等離子體接觸時，催化劑的物理化學性能等發生了變化，從而降低了活化能，有效的提高了催化劑的活性。但是就目前研究來說，大多的催化劑屬于粉末或者顆粒狀催化劑，在催化劑的回收利用上存在一定的缺陷和不足，導致了該技術的成本相對較高，應用局限等缺點。

由此可見，尋找一種高效、簡單、避免二次污染的污水處理裝置或方法迫在眉睫。

發明內容

本發明的目的是在現有技術的基礎上，提供一種連續式催化等離子體水污染凈化裝置，本裝置設計簡單、投資低、處理效果好、反應效率高、無二次污染等優點，便于催化劑的循環使用，可以應用于有機污染廢水領域的連續循環處理。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種連續式催化等離子體水污染凈化裝置，該裝置包括等離子體放電系統、反應容器和設置在反應容器底部的攪拌器，所述的等離子體放電系統包括高頻高壓電源和分別與高頻高壓電源的正、負極相連接的中空電極和極性電極，所述中空電極的一端連通空氣泵的氣體出口端，另一端通過設置在反應容器上的絕緣塞引入反應容器內用于配合設置在反應容器內的極性電極放電并向反應容器內通入氣體；所述的反應容器上設有排氣進水口和排水口，所述的反應容器內設有空氣分散板用于分散反應容器內的氣體，所述的反應容器內還設有微孔過濾膜用于將凈化處理后的廢水過濾后通過排水口排出。反應容器內的催化劑通過攪拌的方式懸浮于反應體系中并與放電等離子體發生協同作用。所述的催化劑為粉末狀光催化劑，如二氧化鈦，鉬酸鉍等粉末狀納米催化劑。

所述的中空電極為中空針式電極，優選為中空鋼針。

所述的極性電極為針式電極或板式電極。

所述的空氣分散板為多孔性結構，且傾斜設置在反應容器內。

所述空氣分散板在反應容器內的傾斜坡度為30°～60°。

所述微孔過濾膜的兩端分別通過相應的膜架固定于所述反應容器內的上接觸面和下接觸面。

所述微孔過濾膜垂直固定在所述的反應容器內。

所述反應容器的上部為半球形結構，所述的反應容器的材質為非導體材質。

所述的攪拌器為磁力攪拌器。

等離子體催化技術處理有機污染廢水可以顯著的提高等離子體去除效率，具有處理范圍廣、效果好、無二次污染、可在常溫常壓下進行。在充分利用等離子體激發的物理化學效應的同時，利用催化劑有效地降低反應所需的活化能，更好的提高了污染物的去除效率和降低能耗。所以將有可能成為未來高濃度有機廢水處理的發展方向。

本發明的有益效果：

本發明的裝置具有實用性廣、處理效率高、設備成本低、運行費用低、利用率高、連續性強、經濟環保并且運行穩定等優點，解決了目前處理技術中存在的處理效果低、催化劑利用的可重復性差、處理量少及放電不穩定等問題，可以廣泛運用于有機污染廢水的處理領域。

附圖說明

圖1為本發明裝置的結構示意圖。

其中，1—反應容器，2—攪拌器，3—空氣泵，4—空氣分散板，5—微孔過濾膜，6—中空電極，7—絕緣塞，8—高頻高壓電源，9—極性電極，10—排氣進水口，11—排水口。

具體實施方式